Los proveedores de dispositivos de ahorro de energía para ascensores recuerdan que, con el desarrollo económico, la demanda energética aumenta y la escasez energética se ha convertido en uno de los principales factores que limitan el desarrollo de diversos sectores. Como equipo de transporte importante y eficiente en edificios de gran altura, los ascensores se han convertido gradualmente en el segundo dispositivo con mayor consumo de energía, solo superado por el consumo de electricidad del aire acondicionado y por encima de la iluminación, el suministro de agua y otros. El consumo energético del funcionamiento de los ascensores representa entre el 20 % y el 50 % del consumo energético operativo del edificio, y este problema no puede subestimarse.
El consumo energético del funcionamiento de un ascensor se compone principalmente de dos componentes: el consumo de la máquina de tracción que arrastra la cabina y la carga; y el consumo del propio sistema del ascensor, que incluye principalmente el sistema de la puerta, el sistema de control, el circuito eléctrico, la iluminación y la ventilación, y el consumo energético eficiente del sistema de transmisión mecánica, la cabina y el conjunto de guías. Diversos estudios han demostrado que el consumo de la máquina de tracción que arrastra la carga representa más del 70 % del consumo eléctrico total. El uso de tecnologías adecuadas de ahorro energético para el tratamiento de ascensores es una tendencia inevitable en el desarrollo de la industria.
El proceso de desarrollo y el estado de la investigación de la tecnología de ahorro de energía en ascensores
La aplicación de ascensores ha incrementado enormemente la demanda de energía de las personas, por lo que desde su invención hasta su uso generalizado hoy en día, las exigencias de tecnología de ahorro energético han ido recorriéndola, reflejándose principalmente en tres aspectos:
(1) Ahorro de energía en la tecnología de accionamiento de la máquina de tracción del ascensor
Existen cinco tipos de tecnología de accionamiento para máquinas de tracción de ascensores: motor asíncrono de CA con transmisión por reductor, motor asíncrono de CA sin transmisión por reductor, motor asíncrono de imanes permanentes con transmisión por reductor, motor síncrono de imanes permanentes con transmisión por reductor y motor síncrono de imanes permanentes sin transmisión por reductor. La máquina de tracción de imán permanente (PM) es actualmente un método de transmisión ideal y avanzado, con ventajas como el motor síncrono de imanes permanentes, la eliminación de la necesidad de añadir aceite lubricante a la caja de reductores, un alto factor de potencia y una alta eficiencia operativa. Gracias a la ausencia de pérdidas durante la transmisión, los motorreductores ahorran aproximadamente un 30 % de energía en comparación con los motores asíncronos de CA. Su característica más destacada es que es el único motor de imanes permanentes capaz de evitar accidentes que causen lesiones personales a los pasajeros debido a la pérdida de control y deslizamiento del ascensor durante la operación, lo que ha sido elogiado por la industria y los usuarios.
(2) Sistema de control de ascensor de ahorro energético
El desarrollo de la tecnología de control de accionamiento de ascensores ha comenzado con la regulación de velocidad por cambio de polos de motores asíncronos de CA, pasando a la regulación de velocidad por voltaje de CA, pasando posteriormente a la regulación de velocidad por voltaje y frecuencia variables. El mejor método de accionamiento, generalmente reconocido, consiste en combinar la regulación de velocidad por frecuencia y voltaje variables para controlar la máquina de tracción síncrona de imanes permanentes. La regulación de velocidad se logra modificando la frecuencia y el voltaje de entrada del motor del ascensor. Un convertidor de frecuencia controla la relación de frecuencia y voltaje para mantener una relación fija, lo que permite ajustar la velocidad con suavidad. En comparación con los dos sistemas de control de velocidad anteriores, el VVVF ofrece ventajas como alta eficiencia, regulación de velocidad uniforme y un ahorro energético superior al 30 %. Además, se caracteriza por su buen rendimiento, tamaño compacto, alta eficiencia y confort de marcha, lo que lo convierte en un dispositivo de control de velocidad ideal y popular.
(3) Ahorro de energía del sistema de retroalimentación de energía
El método actual de ahorro energético en ascensores consiste en realimentar a la red eléctrica la energía eléctrica generada por la máquina de tracción durante la generación de energía. El método actual para gestionar la energía eléctrica generada por las máquinas de tracción durante la generación de energía consiste en conectar resistencias que consumen energía y convertirla en energía térmica para liberarla, evitando así fallos de sobretensión en los ascensores. Este método no solo genera un desperdicio de energía, sino que también tiene efectos adversos en el entorno, sobrecarga el sistema de refrigeración de la sala de máquinas y afecta negativamente a todo el sistema del ascensor.
La función del sistema de retroalimentación de energía es convertir la energía eléctrica del bus de CC en energía de CA de la misma fase y frecuencia que la red a través de un inversor, y devolverla a la red en el rango de alto voltaje de la tensión de red.
Actualmente, entre el 25% y el 35% del consumo total de electricidad de los ascensores se destina a resistencias de frenado. Con una eficiencia de inversión energética de aproximadamente el 85%, se estima que la eficiencia de ahorro de energía de los dispositivos de retroalimentación de energía para ascensores se sitúa entre el 21% y el 30%. Este intervalo aumenta significativamente a medida que aumenta el piso y la velocidad del ascensor. El sistema de retroalimentación de energía para ascensores conectado a la red eléctrica ha logrado generar energía a partir del ahorro energético tradicional, abriendo camino en el ahorro energético de los ascensores.
Principio de ahorro de energía del dispositivo de retroalimentación de energía del ascensor
La opción de ahorro energético para ascensores es la regulación de velocidad de frecuencia variable. Tras el arranque, el ascensor alcanza su máxima energía mecánica durante la operación rápida. Al llegar a la planta de destino, reduce la velocidad y se detiene gradualmente. En el proceso posterior, el ascensor libera la energía mecánica y las cargas existentes. El mecanismo fundamental de la retroalimentación de conversión de frecuencia consiste en que el convertidor de frecuencia almacena la energía eléctrica existente en el lado de CC y la devuelve a la red eléctrica de CA. En este estado, la resistencia de frenado deja de consumir energía eléctrica. El dispositivo de retroalimentación de frecuencia variable elimina el consumo sutil de energía y la devuelve completamente a la red eléctrica. Esto demuestra que la retroalimentación de conversión de frecuencia cumple con los indicadores de ahorro energético y mejora el funcionamiento general del ascensor.